师：各位同学，大家好！今天我们来学习化学反应的速率和限度的第二课时。我们知道，在化学反应中，反应物是按照化学方程式中的化学计量数之比进行反应的。那么在实际生产中，化学反应是否会按相应的化学计量关系完全转化为生成物呢？我们以氯化铁与碘化钾反应为例来设计实验，验证氯化铁能否完全转化为生成物。这是氯化铁与碘化钾反应的离子反应方程式。
从方程式可知，加入等量的氯化铁和碘化钾，理论上氯化铁便可完全转化为氯化亚铁。为确保氯化铁完全反应，我们将碘化钾过量1毫升，向2毫升0.01摩尔每升的氯化铁溶液中加入3毫升0.01摩尔每升的碘化钾溶液。待它们充分反应后，加硫氰化钾来检验氯化铁是否完全反应。
在实验过程中，我们观察到溶液变为红色。由此可知，反应体系中仍然存在氯化铁，也就是说即使碘化钾过量，氯化铁也无法完全转化为氯化亚铁。由此我们得出结论，在实验或生产中，有些化学反应并不一定能按照化学反应方程式中的质量关系完全转化为生成物，即某些化学反应存在着一定的反应限度，这也是我们今天所要学习的内容——化学反应的限度。我们将像氯化铁与碘化钾这种无法进行到底的化学反应称之为可逆反应。下面我们一起看一下什么是可逆反应。
可逆反应是指在同一条件下，正反应方向和逆反应方向同时进行的化学反应。从这个概念可以看出，可逆反应中存在两个化学反应。我们把由反应物向生成物的化学反应称之为正向反应，把由生成物向反应物的化学反应称之为逆向反应。既然可逆反应中存在两个化学反应，那么在写它们的化学反应方程式时，就不能再用等号表示，而是要改用可逆符号。所以氯化铁与碘化钾反应的离子反应方程式应该写成相应形式。
其实在必修一的学习过程中，我们已经遇到过很多可逆反应，比如说氯气与水的反应。我们知道氯水是浅黄绿色的，这说明氯气溶于水后，并没有完全和水发生反应。还有二氧化硫与水的反应、氮气与氢气的反应、二氧化硫与氧气的反应等等，都属于可逆反应。另外，可逆反应中的正向反应和逆向反应要求在相同条件下同时进行。
最后，可逆反应的研究对象是化学反应，它和可逆过程不同。可逆过程包括化学变化和物理变化。通过对概念的分析，我们来归纳总结一下可逆反应有哪些特征。可逆反应的第一个特征是“双向”，指的是可逆反应中存在着正向和逆向两个反向的化学反应。可逆反应的第二个特征是“两同”，指的是可逆反应中的正向反应和逆向反应要在相同的条件下同时进行。最后，可逆反应无法进行到底，所以反应容器中既有反应物又有生成物，它是一个反应物和生成物共存的体系。
除了上面3个反应特征，可逆反应还有没有其他的特点呢？请同学们思考一下，如果一个可逆反应，它的正向反应是放热反应，那么它的逆向反应是吸热反应还是放热反应呢？放热反应的反应物总能量大于生成物。如果一个可逆反应正向反应是放热反应，就是从高能量物质向低能量物质转变。而它的逆向反应是由生成物转化为反应物，也就是由低能量物质向高能量物质转变，因此需要从外界吸收热量，也就是说它的逆向反应应该是一个吸热反应。
下面我们来看几道练习题，巩固一下可逆反应的有关知识。
练习一，请同学们判断下列说法是否正确。先看第一题：氢气与氧气燃烧生成水，电解水生成氢气和氧气，所以氢气和氧气的反应属于可逆反应。氢气燃烧需要点燃，水电解需要通电，两者反应条件不同，不符合可逆反应要求，所以不属于可逆反应。
第二题：在一定条件下，1摩尔氮气与3摩尔氢气充分反应后，可生成2摩尔氨气。氮气和氢气的反应属于可逆反应，而可逆反应无法进行到底，所以1摩尔氮气与3摩尔氢气无法完全反应生成2摩尔氨气，所以第二题也是错的。
第三题：氯化钠溶于水与氯化钠从饱和溶液中析出，属于可逆过程，但不属于可逆反应。氯化钠溶于水和从饱和溶液中析出都是物理变化过程，因此不属于可逆反应。
我们再来看练习二。在某密闭容器中充入0.2摩尔二氧化硫、0.1摩尔氧气、0.2摩尔三氧化硫，使其在一定条件下充分反应，已知该反应正向反应为放热反应。问下列说法正确的是？
a选项：容器中二氧化硫的含量有可能为0.4摩尔。我们来分析这个反应，二氧化硫和氧气的反应属于可逆反应。反应开始时，容器中充入0.2摩尔二氧化硫、0.1摩尔氧气和0.2摩尔三氧化硫。假设0.2摩尔三氧化硫完全分解，则会生成0.2摩尔二氧化硫和0.1摩尔氧气。此时容器中就会有0.4摩尔二氧化硫和0.2摩尔氧气。但是可逆反应不能进行到底，所以三氧化硫无法完全转化为二氧化硫和氧气，因此容器中二氧化硫含量不可能为0.4摩尔，a选项错误。
b选项：反应开始时并没有二氧化硫分解反应的发生。反应开始时，容器中就充入了0.2摩尔三氧化硫，也就是说生成物浓度不为零，那对应的三氧化硫分解变成二氧化硫和氧气的逆反应速率也不为零，所以一开始三氧化硫分解的反应就在发生，b选项错误。
c选项：三氧化硫分解反应属于放热反应。通过题目已知二氧化硫和氧气的正向反应属于放热反应，那么三氧化硫分解变成氧气和二氧化硫的逆向反应应该属于吸热反应，所以c选项错误。
d选项：含1?O的氧气随着二氧化硫和氧气的反应会进入到三氧化硫当中，与此同时，含1?O的三氧化硫又会分解变成二氧化硫和氧气。随着含1?O二氧化硫的分解，1?O进入到了二氧化硫当中，所以一段时间后，容器中的二氧化硫、氧气和三氧化硫都会含有1?O，所以d选项正确。
通过前面学习，我们知道可逆反应无法进行到底，那么可逆反应什么时候才能达到它的最大反应限度呢？我们如何判断可逆反应是否已经达到了它的最大反应限度？这是我们这节课要探究的第二个问题。我们以二氧化硫与氧气反应为例来讨论分析。
我们向密闭容器中充入2摩尔二氧化硫和1摩尔氧气，使其在恒温恒容条件下发生化学反应。请同学们思考，在反应过程中，反应物和生成物的浓度如何变化，正反应速率和逆反应速率又是如何变化的呢？
反应开始时，容器中只有二氧化硫和氧气，所以反应物浓度最大，对应的正反应速率最大。此时容器中没有三氧化硫，所以生成物浓度为0，对应的逆反应速率也为0。随着反应进行，二氧化硫和氧气生成三氧化硫，反应物浓度逐渐减小，导致正反应速率逐渐下降。
如果用速率 - 时间图像表示反应过程，我们可以看到正反应速率从某一点开始慢慢下降。在这个过程中生成了三氧化硫，所以生成物浓度逐渐增大，使得逆反应速率随之上升。从图像上可以看到，在某一时刻会出现正反应速率等于逆反应速率的情况。此时，不论是反应物还是生成物，它的消耗速率都等于生成速率，因此反应物浓度和生成物浓度都保持不变，对应的正反应速率和逆反应速率也不再变化。继续延长反应时间，反应容器中二氧化硫、氧气和三氧化硫的含量不再发生变化，反应体系达到了表面静止的状态，这种状态被称为化学平衡状态，也是可逆反应所能达到的最大限度。
依据我们的分析，请同学们思考，可逆反应达到化学平衡状态后，化学反应是否停止了呢？从图像上可以看到，可逆反应达到化学平衡状态后，正反应速率和逆反应速率并不为零，说明二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫的正向反应以及三氧化硫分解变成二氧化硫和氧气的逆向反应仍在进行，反应并未停止。
通过前面的讨论和分析，我们来整理一下什么是化学平衡状态。化学平衡状态指的是在一定条件下，可逆反应进行到一定程度后，正反应和逆反应的速率相等，反应物和生成物的浓度保持不变时，化学反应达到的一种表面静止的状态。化学平衡状态是可逆反应所能达到的最大限度，所以只存在于可逆反应中。而可逆反应若想达到化学平衡状态，必须满足正反应速率和逆反应速率相等。当正反应速率和逆反应速率相等时，反应体系中各物质的浓度保持不变，所以反应体系达到了表面看起来静止的状态，但实际上正反应和逆反应仍在发生。所以我们得到了化学平衡状态的几个特征。
化学平衡状态的第一个特征是“逆”，指化学平衡状态的研究对象是可逆反应。第二个特征是“等”，可逆反应达到平衡状态的条件是正反应速率等于逆反应速率。第三个特征是“动”，化学平衡状态只是表面静止，实际正向反应和逆向反应仍在发生，所以是一个动态平衡。第四个特征是“定”，指可逆反应达到化学平衡状态后，反应体系中各物质的浓度保持一定，这也是可逆反应达到化学平衡状态的标志。